CN106147740A - 一种聚合物压裂液的重复利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于交联冻胶压裂液技术领域，具体涉及一种聚合物压裂液的重复利用方法，包括以下步骤：1）压裂液破胶；2）收集返排液；3）配制压裂液；4）完成压裂施工。本发明的有益效果是：返排液重复配液，节约淡水资源，有效解决返排液难处理、环境污染的难题，具有节能减排、绿色环保的特点，同时可以实现现场连续混配，有效缩短备水周期，提高施工效率，节约化工原料。
Description
技术领域
本发明属于交联冻胶压裂液技术领域，具体涉及一种聚合物压裂液的重复利用方法。
背景技术
近年来，随着致密油气、页岩气等致密储层的不断开发，大规模的压裂增产作业为低渗透油气田的开发提供了有力的支撑，极大的提高了油气井的产能，但是与此同时，大规模的压裂作业产生了大量的返排液污水，无法得到有效处理利用。由于油气田附近淡水资源短缺以及环境保护等问题日益凸显，因此压裂液反排废液处理方式等弊端日益凸显，严重制约了渗透油气田的开发。
发明内容
本发明的目的是满足节约水资源、环境保护及经济性需求，对现场返排液进行回收利用。
为此，本发明提供了一种聚合物压裂液的重复利用方法，包括以下步骤：
步骤1）压裂液破胶：95℃条件下，在聚合物压裂液加入破胶剂静置5h，得到聚合物压裂液的破胶液，所述压裂液与破胶剂的质量比为1200~2000；
步骤2）收集返排液：收集聚合物压裂液的返排液；
步骤3）配制压裂液：以需配制的压裂液总质量计，将0.5%-0.8%的稠化剂加入97%-98%的破胶液中，转速1000转/分，搅拌5分钟后再依次加入0.3%的粘土稳定剂、0.3%的助排剂、0.3%的起泡剂、0.1%-0.3%的调节剂，最后加入0.4%-0.8%的占交联剂形成压裂液；
步骤4）完成压裂施工：使用配置的压裂液作为压裂前置液、携砂液或顶替液，完成压裂施工。
所述聚合物压裂液由以下质量百分数的物质组成：稠化剂0.4%-0.6%，助排剂0.3%，粘土稳定剂0.3%，起泡剂0.3%，破胶剂0.03%-0.05%，交联剂0.3%-0.6%，余量为清水。
所述稠化剂为部分水解聚丙烯酰胺，分子量为200万-400万。
所述助排剂为氟碳表面活性剂。
所述起泡剂为非离子表面活性剂OP-10。
所述破胶剂为过硫酸铵。
所述交联剂是有机锆交联剂，是由质量百分数为5%的氧氯化锆，5%异丙醇，20%丙三醇，1%乙酸和69%蒸馏水，在60℃下反应4小时得到。
所述调节剂是质量百分浓度为5%的柠檬水溶液。
本发明的有益效果是：
（1）返排液重复配液，节约淡水资源，具有节能减排、绿色环保的特点，同时有效缩短备水周期，提高施工效率；
（2）实现返排液重复利用，有效解决返排液难处理、环境污染的难题；
（3）可以实现现场连续混配，提高施工效率，节约化工原料。
下面将结合附图做进一步详细说明。
附图说明
图1是清水配制的聚合物压裂液流变曲线（100℃）；
图2破胶液配制的聚合物压裂液流变曲线（100℃）。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供了一种聚合物压裂液的重复利用方法，包括以下步骤：
步骤1）压裂液破胶：95℃条件下，在聚合物压裂液加入破胶剂静置5h，得到聚合物压裂液的破胶液，所述压裂液与破胶剂的质量比为1200~2000；
步骤2）收集返排液：收集聚合物压裂液的返排液；
步骤3）配制压裂液：以需配制的压裂液总质量计，将0.5%-0.8%的稠化剂加入97%-98%的破胶液中，转速1000转/分，搅拌5分钟后再依次加入0.3%的粘土稳定剂、0.3%的助排剂、0.3%的起泡剂、0.1%-0.3%的调节剂，最后加入0.4%-0.8%的交联剂形成压裂液；
步骤4）完成压裂施工：使用配制的压裂液作为压裂前置液、携砂液或顶替液，完成压裂施工。
其中，聚合物压裂液由以下质量百分数的物质组成：稠化剂0.4%-0.6%，助排剂0.3%，粘土稳定剂0.3%，起泡剂0.3%，破胶剂0.03%-0.05%，交联剂0.3%-0.6%，余量为清水。
该聚合物压裂液的配制：采用本领域常规的混配方法，将配方量的稠化剂加入破胶液中，转速1000转/分，搅拌5分钟后再依次加入配方量的粘土稳定剂、助排剂、起泡剂和破胶剂，然后加入交联剂后形成压裂液，压裂液交联良好，可完全挑挂。
本发明各组分的作用：稠化剂是部分水解聚丙烯酰胺，分子量200万-400万，由于破胶液中混合有部分高价金属离子，为提高压裂液的稳定性，提高稠化剂的浓度，对于100℃左右的储层，其最佳的使用浓度为0.5%-0.8%。
助排剂是氟碳表面活性剂，当用量大于0.3%时即可显著降低表面张力至30mN/m以下，有效降低返排过程中的毛细管阻力，提高压裂液破胶液的返排效率。
起泡剂是非离子表面活性剂OP-10，当用量为0.3%时，泡沫质量可以达到45%以上，有效降低液体密度，减小液柱压力，有利于压裂液破胶液迅速返排。
交联剂是有机锆交联剂，是由质量百分浓度为5%的氧氯化锆，5%异丙醇，20%丙三醇，1%乙酸和69%蒸馏水，在60℃下反应4小时得到的有机锆交联剂，交联剂使聚合物交联成冻胶压裂液。
破胶剂是过硫酸铵，高温下发生氧化还原反应，破坏压裂液冻胶结构。当破胶剂用量为0.05%-0.08%时，在95℃条件下，8小时内该压裂液即可完全破胶，破胶液粘度小于5mPa·s。
粘土稳定剂是本领域中常用的产品，属季铵类产品，质量指标执行标准Q/ SYC-104-2007，当用量为0.3%时，粘土防膨率即可达到50%以上。
调节剂是5%柠檬酸水溶液，用于调节压裂液的pH值至中性。
实施例2：
在实施例1的基础上，配制聚合物压裂液，以需配制的聚合物压裂液总质量计，将0.4%的稠化剂加入清水，转速1000转/分，搅拌5分钟后再依次加入0.3%粘土稳定剂、0.3%助排剂、0.3%起泡剂、0.03%破胶剂，然后加入0.3%交联剂后形成聚合物压裂液，该聚合物压裂液交联良好，可完全挑挂。
将上述配制的聚合物压裂液应用于压裂施工，压裂施工完后，收集返排液。
取上述破胶返排液重复配制压裂液，以需配制的压裂液总质量计，将0.5%的稠化剂加入破胶液中，转速1000转/分，搅拌5分钟后再依次加入0.3%的粘土稳定剂、0.3%的助排剂、0.3%的起泡剂、0.1%的调节剂，最后加入0.4%的交联剂形成压裂液，重复配制的压裂液交联良好，可完全挑挂。
本实施例中，稠化剂是部分水解聚丙烯酰胺，分子量200万-400万，助排剂是氟碳表面活性剂，起泡剂是非离子表面活性剂OP-10，交联剂是有机锆交联剂，破胶剂是过硫酸铵，调节剂是5%柠檬酸水溶液，粘土稳定剂季铵类产品。
实施例3：
在实施例1的基础上，配制聚合物压裂液，以需配制的聚合物压裂液总质量计，将0.6%的稠化剂加入清水，转速1000转/分，搅拌5分钟后再依次加入0.3%粘土稳定剂、0.3%助排剂、0.3%起泡剂、0.05%破胶剂，然后加入0.6%交联剂后形成聚合物压裂液，该聚合物压裂液交联良好，可完全挑挂。
将上述配制的聚合物压裂液应用于压裂施工，压裂施工完后，收集返排液。
取上述破胶返排液重复配制压裂液，以需配制的压裂液总质量计，将0.8%的稠化剂加入破胶液中，转速1000转/分，搅拌5分钟后再依次加入0.3%的粘土稳定剂、0.3%的助排剂、0.3%的起泡剂、0.3%的调节剂，最后加入0.8%的交联剂形成压裂液，重复配制的压裂液交联良好，可完全挑挂
本实施例中，稠化剂是部分水解聚丙烯酰胺，分子量200万-400万，助排剂是氟碳表面活性剂，起泡剂是非离子表面活性剂OP-10，交联剂是有机锆交联剂，破胶剂是过硫酸铵，调节剂是5%柠檬酸水溶液，粘土稳定剂季铵类产品。
实施例3：
在实施例1的基础上，配制聚合物压裂液，在490.8g清水中加入2.5g（0.5%）部分水解聚丙烯酰胺，用吴恩搅拌器转速1000转/分搅拌5min，然后加入1.5g（0.3%）粘土稳定剂、1.5g（0.3%）助排剂、1.5g（0.3%）起泡剂，加入交联剂2.0g（0.4%），不断搅拌，得到聚合物交联冻胶压裂液，成冻时间为30s。该压裂液具有很好的耐温耐剪切性能，在100℃、170s-1下，连续剪切90min粘度保持在300mPa•s以上，其流变曲线如图1所示，图中，T=f(t)是温度和时间的函数，η=f(t)是粘度和时间的函数曲线。
将上述配制的聚合物压裂液应用于压裂施工，压裂施工完后，收集返排液。
取上述破胶返排液液，重复配制聚合物压裂液。
在500g破胶液中加入3.0g（0.6%）部分水解聚丙烯酰胺，用吴恩搅拌器转速1000转/分搅拌5min。加入1.5g（0.3%）粘土稳定剂、1.5g（0.3%）助排剂、1.5g（0.3%）起泡剂、1.5g（0.3%）调节剂，加入交联剂3.0g（0.6%），不断搅拌，得到破胶液配制的交联冻胶压裂液，成冻时间为60s。该压裂液具有很好的耐温耐剪切性能，在100℃、170s-1下，连续剪切90min粘度保持在100mPa•s以上，其流变曲线如图2所示。
本实施例中，稠化剂是部分水解聚丙烯酰胺，分子量200万-400万，助排剂是氟碳表面活性剂，起泡剂是非离子表面活性剂OP-10，交联剂是有机锆交联剂，破胶剂是过硫酸铵，调节剂是5%柠檬酸水溶液，粘土稳定剂季铵类产品。
综上所述，本发明的有益效果是：返排液重复配液，节约淡水资源，有效解决返排液难处理、环境污染的难题，具有节能减排、绿色环保的特点，同时可以实现现场连续混配，有效缩短备水周期，提高施工效率，节约化工原料。
本实施例没有详细叙述的产品性能测试方法属本行业的公知或常用测试方法，这里不一一叙述。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种聚合物压裂液的重复利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）压裂液破胶：95℃条件下，在聚合物压裂液中加入破胶剂静置5h，得到聚合物压裂液的破胶液，所述压裂液与破胶剂的质量比为1200~2000；
步骤2）收集返排液：收集聚合物压裂液破胶后的返排液；
步骤3）配制压裂液：以需配制的压裂液总质量计，将0.5%-0.8%的稠化剂加入97%-98%的破胶液中，转速1000转/分，搅拌5分钟后再依次加入0.3%的粘土稳定剂、0.3%的助排剂、0.3%的起泡剂、0.1%-0.3%的调节剂，最后加入0.4%-0.8%的交联剂形成压裂液；
步骤4）完成压裂施工：使用配制的压裂液作为压裂前置液、携砂液或顶替液，完成压裂施工。
2.根据权利要求1所述的一种聚合物压裂液的重复利用方法，其特征在于，所述聚合物压裂液由以下质量百分数的物质组成：稠化剂0.4%-0.6%，助排剂0.3%，粘土稳定剂0.3%，起泡剂0.3%，破胶剂0.03%-0.05%，交联剂0.3%-0.6%，余量为清水。
3.根据权利要求1或2所述的一种聚合物压裂液的重复利用方法，其特征在于：所述稠化剂为部分水解聚丙烯酰胺，分子量为200万-400万。
4.根据权利要求1或2所述的一种聚合物压裂液的重复利用方法，其特征在于：所述助排剂为氟碳表面活性剂。
5.根据权利要求1或2所述的一种聚合物压裂液的重复利用方法，其特征在于：所述起泡剂为非离子表面活性剂OP-10。
6.根据权利要求1或2所述的一种聚合物压裂液的重复利用方法，其特征在于：所述破胶剂为过硫酸铵。
7.根据权利要求1或2所述的一种聚合物压裂液的重复利用方法，其特征在于：所述交联剂是有机锆交联剂，是由质量百分数为5%的氧氯化锆，5%异丙醇，20%丙三醇，1%乙酸和69%蒸馏水，在60℃下反应4小时得到。
8.根据权利要求1所述的一种聚合物压裂液的重复利用方法，其特征在于：所述调节剂是质量百分浓度为5%的柠檬水溶液。
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